Μελέτη και διερεύνηση των χαρακτηριστικών ενός Multi-Step Look-Ahead ΣΔ μετατροπέα

Abstract

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη και ανάλυση ενός single-bit Digital to Digital Μετατροπέα (DD). Η είσοδος του συστήματος είναι ένα ψηφιακό σήμα που αποτελείται από ένα μεγάλο αριθμό bits, ενώ η έξοδος του από μια ακολουθία από {+1,-1}. Το πλεονέκτημα της μείωσης του αριθμού των bit για την αναπαράσταση του ψηφιακού σήματος της εισόδου είναι η γραμμικότητα που προσδίδει η παραγόμενη έξοδος και η δυνατότητα παράλειψης ενός multi-bit Digital to Analog Μετατροπέα (DAC). Οι multi-bit DACs έχουν εξορισμού πολλά επίπεδα κβαντισμού και οι πιθανές ατέλειες στο αναλογικό μέρος (πυκνωτές, αντιστάσεις) προκαλούν αλλοιώσεις στις τιμές των επιπέδων αυτών και εισάγουν μη γραμμικά φαινόμενα επιβαρύνοντας τη λειτουργία του διαμορφωτή. Στην περίπτωση του single-bit μετατροπέα που έχει ένα επίπεδο κβαντισμού το σφάλμα στην αναπαράσταση του σήματος θα είναι πολύ μεγάλο και για να αποφευχθεί αυτό απαιτείται υψηλή ταχύτητα δειγματοληψίας. Η ανάκτηση του αρχικού σήματος είναι αρκετά απλή διαδικασία και μπορεί να πραγματοποιηθεί εφαρμόζοντας ένα βαθυπερατό φίλτρο.

Για την υλοποίηση του ΣΔ μετατροπέα χρησιμοποιείται η τοπολογία του Multi Step Look Ahead ΣΔ μετατροπέα, η οποία είναι η ερευνητική πρόταση του διδακτορικού κ. Μπασέτα και του υπεύθυνου επιβλέποντα καθηγητή κ. Σωτηριάδη. Σε αντίθεση με το συμβατικό ΣΔ μετατροπέα, ο υπολογισμός της εξόδου προκύπτει από την ελαχιστοποίηση της συνάρτησης κόστους του συστήματος, λαμβάνοντας υπόψη μελλοντικές εισόδους. Στην παρούσα εργασία παρατηρείται σε βάθος η συμπεριφορά του look-ahead MSLA. Πιο συγκεκριμένα, μελετώνται και διερευνώνται αναλυτικά τα χαρακτηριστικά του μετατροπέα και γίνεται μια εκτενής παρουσίαση του υπολογισμού των αριθμών bits των σημάτων προκειμένου να είναι αποδοτικό το σύστημα.